Медные шины: характеристики, применение и цены

Многие люди не знают, что такое медная шина, хотя она присутствует в любой энергообеспечивающей системе и широко используется в радиотехнике и электротехнической промышленности. В электрощитах промышленных и жилых зданий можно увидеть медные шины заземления.

Медные шины так популярны благодаря высокой электрической проводимости и отличным эксплуатационным характеристикам меди. Они могут выдерживать рабочие температуры от -55°C до +280°C, а их максимальное рабочее напряжение может достигать 1000 В.

Медные шины являются важным элементом в электротехнических устройствах. Их изготовление осуществляется путем холодной прокатки высококачественной меди. Характеристики меди такие, как высокая теплопроводность, низкое сопротивление, коррозионная устойчивость и прочность делают ее образующей материалом для шин.

Теплопроводность меди составляет 401 Вт/м × К, что значительно превосходит алюминий и сталь. Медные шины крайне устойчивы к коррозии при нормальных температурах и в различных средах, однако при взаимодействии с химически активными субстанциями, такими как аммиак, хлористый аммоний и минеральные кислоты, коррозионная устойчивость может ухудшаться.

Для производства медных шин используются сырьевые материалы, отвечающие требованиям марки меди М1 согласно ГОСТ 859-2014. В зависимости от технических условий допускается использование меди других марок, например, М2.

Нормативно-технические требования к медным шинам, используемым в электротехнических целях, регулируются ГОСТ 434-78. В таблице 4 указаны нормативные значения размеров шин по стороне A и B, а также их расчетных сечений. Для шин в ГОСТ 434-78 прописаны номинальные значения радиусов закругленных углов, а также предельные отклонения от нормы закругления. Длина полосы шины должна быть от 3 до 6 м, но при согласовании с заказчиком допускается изготовление шин длиной от 2 до 6 м.

Поверхность медных шин не должна иметь повреждений, которые превышали бы предельные отклонения размеров. По ГОСТ 26877-2008 определяется серповидность полос шин. Важным аспектом являются механические свойства шин. Для мягких шин относительное удлинение должно быть не менее 34%, для твердых шин минимальная величина временного сопротивления к разрыву — 637 МПа (65 кгс/мм2) по Бринеллю.

Медные шины должны иметь маркировку и упаковку в соответствии с ГОСТ 18690-2012. Гарантийный срок хранения продукции с момента производства для ШМТ и ШМТВ составляет полгода, для ШММ — год. Важно соблюдать условия транспортирования и хранения медных шин с учетом климатических факторов. При выборе твердой или мягкой шины следует обращать внимание на марку меди.

Европейские производители медных шин, такие как МКМ (Германия), VBS (Сербия), GD (Франция), Gindre (Франция), LUVATA (Финляндия) и SofiaMED (Болгария), хорошо известны своими высококачественными продуктами. Они используют для производства чистую катодную медь без добавления лома, что существенно повышает качество, но также увеличивает цену. Поэтому, такие шины обычно закупаются для высокоточных работ.

В то же время, медные шины отечественного производства имеют свои преимущества. Они привлекательны своей доступной ценой и простотой поставок. Это делает их конкурентоспособными на рынке. Однако, следует отметить, что качество шин может оставлять желать лучшего.

Медные шины: какова их цена?

Обратившись за медными шинами, вы скорее всего зададитесь вопросом, какова их цена. В первую очередь, стоимость зависит от производителя, марки меди, геометрических размеров, формы и наличия изоляции.

Цена может быть назначена за вес, за штуку или за погонный метр. Например, отечественная неизолированная медная шина может быть продана по цене, начинающейся от 220 рублей за погонный метр, 530 рублей за килограмм или 860 рублей за штуку длиной в 4 метра.

Но стоит отметить, что иностранные медные шины могут быть более дорогими - примерно в 1,5-2 раза. Однако, при покупке их поштучно, не забудьте сравнить длину. Французские медные шины, например, могут быть приобретены за 1200 рублей за штуку размером в 2 метра.

Марки меди отличаются технологией производства и, следовательно, составом и количеством примесей. ГОСТ 859-2014 определяет 12 химических элементов для литой и деформированной меди, 19 для катодной меди и 22 для сверхчистой меди в семействе новых стандартов ГОСТ 27981.

Несмотря на то, что поиск и измерение массовой доли химических элементов происходит в металле, состоящим на более чем 99,99% из меди, примеси оказывают влияние на механические, технологические и эксплуатационные качества меди.

При использовании меди для изготовления шин, примесь кислорода, содержащегося в форме закиси меди (Cu2O) в количестве от 0,08% до 0,001%, не играет практически никакой роли в стандартных условиях эксплуатации. Его пагубное воздействие проявляется только при высоких температурах. Бескислородные марки меди, такие как М1р, М2р и М3р, требуются только для изделий, применяемых в особых высокотемпературных эксплуатационных режимах, производятся под конкретный заказ и стоят дорого.

Однако примеси кислорода (O), висмута (Bi), свинца (Pb), цинка (Zn), кадмия (Cd) и других легкоплавких элементов создают трудности при паячных и сварочных работах, формируя зоны хрупкости в процессе нагрева. В таких ситуациях бескислородная медь оказывается предпочтительнее. Здесь следует помнить, что содержание серебра на уровне 0,05% вдвое повышает температуру рекристаллизации меди и уменьшает ее «ползучесть» и размягчение при нагреве, без падения электропроводности.

Наличие фосфора (Р), железа (Fe), мышьяка (As), сурьмы (Sb) и олова (Sn) сильно влияет на электропроводность меди. Массовая доля каждого элемента

Пластичность: разновидности и область применения

Существует несколько разновидностей медных шин, которые варьируются по своей консистенции и маркировке. Их область применения также может различаться в зависимости от характеристик каждого типа.

Одним из видов являются мягкие медные шины, которые маркируются буквами ШММ. Их можно использовать в различных сферах промышленности, начиная от авиастроения и заканчивая металлургией. Благодаря своей мягкой консистенции, они отлично подходят для гибких и подвижных шинопроводов, кроме того, они более прочны и износостойки, чем многие другие материалы.

Другим типом медных шин являются твердые шины, обозначаемые маркировкой ШМТ. Они обладают меньшей проводимостью, чем ШММ, поэтому используются для создания прочных и неподвижных шинопроводов. Благодаря своей твердой консистенции, они могут выдерживать большое давление и силу тяжести, что делает их незаменимыми в некоторых областях промышленности.

Формы поставки материала

Для удобства потребителей предлагаются две формы поставки материалов.

1. Полосы могут быть длиной от 2 до 6 метров. Такую форму поставки удобно закупать под конкретные нужды.
2. Бухты - это еще одна форма поставки, заключающаяся в намотке шин малой толщины длиной от 10 метров. Такая форма поставки удобна для заказчика, когда ему требуются небольшие отрезки шин время от времени.

Когда речь заходит о медных шинах, существует несколько форм, различающихся по используемому материалу, конфигурации и прочности. Прямоугольное сечение медных шин является наиболее распространенным, их используют в электротехнике в качестве вспомогательных проводников. Они могут быть сплошными или перфорированными, в изоляции или без нее, с закругленными углами или без них.

Сплошные шины являются наиболее распространенными. Шины с перфорацией используются в выносных электротехнических шкафах, они легки в сборке и монтаже. Однако при производстве они могут требовать большего количества металла, чем сплошные шины, из-за чего приходится увеличивать их стоимость.

Жесткие шины используются как замена кабеля, гибкие - для упрощения монтажа распределительных сетей и установок. Плетеные медные шины изготавливаются из тонких медных проводов, что делает их более гибкими, чем сплошные шины. Они наиболее востребованы в условиях, где есть высокая вибрация, например, в трансформаторных мостах.

Для эксплуатации при наличии влаги, высокой температуры или в агрессивных средах используются медные шины в изоляции. Если же ожидаются высокие нагрузки, то следует использовать двух- или трехполосные шины.

Круглые медные шины используются сравнительно редко, так как их изготовление требует большого расхода металла, но при этом они отличаются более высокой прочностью при той же площади сечения. В таблицах ГОСТ 434-78 приведены радиусы скруглений скругленных углов на прямоугольных медных шинах, которые являются обязательными.

В итоге, наиболее универсальными можно считать сплошные медные шины в полосах, прямоугольного сечения, без изоляции, и с закругленными углами.

Многие отрасли техники и промышленности используют медные шины, такие как монтаж магистральных и троллейных шинопроводов. Они отличаются простотой, надежностью и долговечностью, а также позволяют экономить электроэнергию. Медные шины из бескислородной меди имеют широкое применение в различных сферах, включая вакуумную, медицинскую, авиационную, военную и космическую технику. Они часто используются для производства распределительных устройств, линейных ускорителей, сверхпроводников и электронных приборов. Кроме того, медные шины популярны в микроэлектронике, атомной энергетике, строительстве и ювелирной промышленности.

Российские производители медных шин столкнулись с трудностями в занимаемом объеме рынка по сравнению с иностранными конкурентами, но благодаря устойчивому развитию электротехнической отрасли в России, конкуренция стала более жесткой. Таким образом, доля отечественной медной шины в потреблении выросла с 7% до 84% за последние годы. Более того, отечественная продукция, при сохранении высокого качества, оказалась на 1,5-2 раза дешевле, чем зарубежные аналоги. Экспорт также вырос с 3,7% в 2009 году до 29,4% в 2015 году.

В России производят медные шины несколько крупных компаний, таких как МК "Норильский никель", ОАО "УГМК", ЗАО "Русская медная компания", Каменск-Уральский ОЦМ, Кольчугинский ОЦМ и другие. Однако, в процессе производства медных шин, отечественные производители используют медный лом, что может повлиять на эксплуатационные качества меди. Несмотря на это, крупные отечественные компании стремятся использовать новейшие технологии и предлагать на рынок продукции европейского качества. Например, легирование серебром применяется на Каменск-Уральском ОЦМ, когда требуется сохранить высокую электро- или теплопроводность меди, а также повысить ее жаропрочность или износоустойчивость в особых случаях.

Фото: freepik.com